microRNA在神經病理性疼痛中的研究與進展*

彭 丹 閻雪彬

（中南大學湘雅三醫院疼痛科，長沙410000）

神經病理性疼痛是由軀體感覺神經系統的病變引起的，發病率為6.9%～10%[1]，它使疼痛自發發生，常使有害和無害刺激的反應被病理性放大。神經病理性疼痛可由影響外周或中樞神經系統的疾病導致，三叉神經痛、糖尿病神經病變、HIV感染、麻風病、周圍神經損傷和中風等都是常見病因[2]。興奮和抑制軀體感覺信號之間的不平衡、離子通道的改變和在中樞神經系統中調制疼痛信息的方式的變化都牽涉神經病理性疼痛的發生發展。神經病理性疼痛是導致全球疾病負擔加重的重要因素，常常帶來嚴重的痛苦和殘疾。它的治療管理具有挑戰性，推薦用作一線治療的藥物對許多病人的緩解效果不盡如人意。常規鎮痛藥物，如非甾體類抗炎藥和阿片類藥物，很容易因為長期使用而產生耐藥性。對神經病理性疼痛的治療需要從僅僅抑制其癥狀轉變為改善疾病的策略，包括預防不良反應和降低內在風險。miRNAs是神經病理性疼痛的重要調節因子[3]，在本綜述中，將會展示其在神經病理性疼痛中的功能與調節作用，特定的miRNAs可能是預防和緩解神經病理性疼痛的新型藥物分子靶點。

一、miRNA的結構和功能

miRNA是內源性的長度約為22個核苷酸的非編碼RNA，一般通過與編碼蛋白質基因的mRNA結合來抑制mRNA的表達[4]。miRNAs基因的初始轉錄產物為一個長鏈原始RNA (pri-microRNA)，然后進一步在RNA酶(Drosha)的作用下加工成約70個核苷酸長度的RNA前體(pre-microRNA)，最后在另一種RNA酶(Dicer)的作用下變成成熟的miRNA[5]。miRNAs通過與靶mRNA的3' UTR結合，調節轉錄后基因的表達，從而減少大部分(≥84%)蛋白產物。一個miRNA能夠靶定一個以上的mRNA，而多個miRNAs也能同時作用于一個mRNA。miRNAs的生物調控作用有著嚴格的時間和空間控制，它們的失調與許多人類疾病相關，如癌癥、心腦血管疾病、神經退行性病變等。隨著對miRNAs研究的深入，越來越發現其在神經病理性疼痛中的診斷和治療中發揮重要作用。

二、miRNAs在神經病理性疼痛中的作用

1.調節炎癥因子

miRNAs于2000年首次在人類中發現，它們被證明幾乎所有已知的生物過程和許多病理生理情況，其中包括神經病理性疼痛[6]。越來越多的證據表明，外周和中樞神經系統（如背根神經節和脊髓背角）的神經炎癥與周圍神經損傷引起的神經病理性疼痛有關，而miRNAs可以通過調節疼痛進程中的關鍵蛋白來影響神經病理性疼痛，導致痛覺過敏。 miRNA-146a-5p參與天然免疫反應，并可通過靶向調節星形膠質細胞中的腫瘤壞死因子受體相關因子6 (TRAF6)來減輕炎癥。2015年，Lu等[7]的研究結果表明TRAF6在脊髓星形膠質細胞中表達上調，TRAF6是TIR信號通路中的重要蛋白激酶,有助于維持脊神經結扎(spinal nerve ligation, SNL)誘導的神經病理性疼痛，而miRNA-146a-5p可通過結合TRAF6的3' UTR而下調TRAF6。神經炎癥對神經病理性疼痛的進展起很大作用，Zhan等[8]在坐骨神經慢性壓迫性損傷(chronic constriction injury,CCI)模型中發現高遷移率族蛋B1 (HMGB1)參與了神經病理性疼痛的發展，而miR-381的過表達顯著抑制HMGB1表達，減輕大鼠神經病理性疼痛行為，包括機械痛和熱痛覺過敏。Bao等[9]在CCI模型中亦發現miR-28-5p的表達減少可使Zeb1的表達增加，從而加強炎癥相關因子如IL-6 、IL-1β、Cox-2等的釋放，促進大鼠神經病理性疼痛行為的發展。趨化因子CXC受體4 (CXCR4)屬于G蛋白偶聯受體家族，在中樞神經系統中具有調節神經元和膠質細胞生長的特性。越來越多證據表明，CXCR4參與了不同的傷害性刺激反應過程。Pan[10]等在部分結扎坐骨神經損傷模型(pSNL)中發現miR-23a的下調可以促進脊髓CXCR4的表達，并隨后通過調節硫氧還蛋白結合蛋白/核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3 (TXNIP/NLRP3)炎性體軸誘導神經性疼痛。這些研究結果表明，miRNAs可以通過調節神經炎癥來影響神經病理性疼痛的發生，揭示了神經病理性疼痛的獨特機制，miRNAs可能為未來神經病理性疼痛的治療提供潛在的新目標。

2.調節離子通道

離子通道在神經元的興奮性中起著關鍵作用，可能是疼痛病理條件下miRNAs作用的靶標。在目前的臨床治療中，參與疼痛途徑的電壓門控通道已經成為神經病理性疼痛治療干預的主要目標。Nav1.3是河豚毒素敏感的電壓門控鈉通道的一種，能夠產生具有快速復動力學的鈉離子電流，可促進神經元的興奮性，增強神經元的重復放電特性和損傷神經元的異位放電。Su等[11]在2016年發現在SNL中，miR-30b的過表達能顯著減輕神經病理性疼痛，且能同時降低Nav1.3 mRNA的表達，這是首次通過SNL模型闡明了miR-30b在神經病理性疼痛中的作用。Nav1.7是由SCN9A編碼的河豚毒素敏感的另一種電壓門控鈉通道，主要在背根神經節的疼痛感知神經元中表達，在傷害感受中起著至關重要的作用。而miR-30b的過表達能抑制SCN9A轉錄以減輕神經病理性疼痛[12]。這表明miR-30b可通過調節Nav1.7、Nav1.3的表達影響神經病理性疼痛的發展。

Sakai等[13]發現miR-17-92簇及其個體成員參與和調節了慢性神經病理性疼痛，能產生持續性的異常機械痛。miR-17-92簇是一個具有六個不同成員的miRNA簇，它的靶點包括編碼大量電壓門控鉀通道及其調節亞基的基因，它們能下調鉀通道的表達，減少外向鉀電流，特別是A型電流。這提示我們可以聯合應用鉀通道調節劑來減輕神經損傷或miR17-92過度表達引起的機械性異常疼痛。而小鼠中miR-183簇控制超過80%的神經性疼痛調節基因，并通過調節輔助電壓門控鈣通道亞基α2δ-1和α2δ-2來調節異常機械性疼痛[14]。這些發現強調了神經系統中簇類miRNAs的重要性，并且可能提供基于多功能相關蛋白的新鎮痛策略。

3.調控免疫平衡

有證據表明免疫系統的異常反應實質上有助于神經病理性疼痛的發展。免疫細胞通過遷移到損傷側的神經系統來響應神經損傷，從而釋放介質，影響細胞間信號傳導，而免疫過程和細胞因子的表達受到miRNAs的嚴格調控。Leinders[15]通過2014年至2015年期間外周神經病變所致神經病理性疼痛數據庫中發現，在未經選擇的病人隊列中，神經病理性疼痛病人白細胞中miR-21和miR-146a表達更高，而miR-155表達更低，這些miRNAs可能有助于確定外周神經病變所致神經病理性疼痛的病因及可能潛在的靶標藥物。

在很多神經病理性疼痛病人中，周圍神經損傷會導致從循環中募集和激活免疫細胞，這些細胞分泌促炎介質，促進疼痛的發展，而T細胞反應被認為是神經病理性疼痛發展的重要因素[16]。Heyn等[17]在臨床實驗中發現，在神經病理性疼痛病人中，miR-124a和miR-155的表達增加，抑制了去乙?；副磉_，從而促進CD4+T細胞向Tregs的分化，其免疫抑制性調節T細胞(Tregs)增加，這表明生物體內可能能內源性地抑制炎癥從而達到緩解神經病理性疼痛的目的。解密miRNAs在影響神經病理性疼痛神經-免疫通路的作用，可能有助于發現減輕疼痛的新途徑。

4.在診斷和治療中的作用

神經病理性疼痛是當今危害人類健康和影響人們生活質量的最常見病癥之一，已經成為臨床和基礎醫學研究的熱點。使用各種生物體液和活組織中的miRNAs作為診斷、治療和預后的生物標志物已經在腫瘤學等學科中取得很大進展，但是近幾年才在神經病理性疼痛中被應用。2016年，Leinders[18]等通過對比30名神經病理性疼痛病人和30名健康人白細胞中miR-132-3p表達水平后發現，神經病理性疼痛病人白細胞中miR-132-3p表達增加2.6倍。而在進一步的動物實驗中，他們發現鞘內注射miR-132-3p模擬物后能誘導大鼠的疼痛行為，這表明miR-132-3p在神經病理性疼痛中有促傷害作用，也說明miRNAs可能可以成為某種神經病理性疼痛的標記物，幫助我們臨床診斷。

Janssen等[19]發表的研究成果顯示，作為一種鎖定的核酸修飾的DNA硫代磷酸酯反義寡核苷酸Miravirsen，可在高度穩定的異源雙鏈體中螯合成熟的miR-122，從而抑制其功能，這是首個進入人體臨床試驗的miRNA靶向療法，已在IIa期HCV臨床試驗中顯示出了治療潛力，這暗示著miRNA靶向療法在神經病理性疼痛中可能也有巨大前景。

三、展望

有些miRNAs的表達和調節有器官和細胞特異性，這使得它們更容易在特定的環境中靶向調節，但是仍然存在許多在器官和細胞中普遍表達的miRNAs 。因此未來為了解miRNA的表達上調或者下調是否能提供治療益處，基于miRNA的臨床應用應將闡明靶標特異性。隨著對miRNAs作用機制的進一步研究，以及利用最新的miRNAs基因芯片等高通量技術手段，這將使得miRNAs可能成為疾病診斷的新生物學標記物，還可能成為新的藥物靶點，將會為今后神經病理性疼痛的發病機制及治療提供新的思路和方法。